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2013 Fiscal Year Annual Research Report

カイコのフラボノイド繭の分子基盤とその生物学的意義の解明

Research Project

Project/Area Number 23688008
Research InstitutionNational Institute of Agrobiological Sciences

Principal Investigator

大門 高明  独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫成長制御研究ユニット, 研究員 (70451846)

Project Period (FY) 2011-11-18 – 2015-03-31
Keywordsカイコ / フラボノイド / 繭 / TALEN / ノックアウト / 進化
Research Abstract

1.カイコB8斑油系統:カイコのB8斑油系統では、蛍光繭(フラボノイド成分有り)と非蛍光繭(フラボノイド成分無し)が分離する。本年度は、蛍光繭形質は、単一の遺伝子座によって支配され、蛍光繭形質が優性であることを明らかにした。また、マッピングのF2集団を作成し、比較的少数のF2個体においてddRAD-seq解析を行った。ddRAD-seqの結果、この蛍光繭形質は、20番染色体に座乗することが強く示唆された。この座位はこれまでの遺伝解析からも同定されていない、新規の繭フラボノイド関連座位である。
2.カイコのゲノム編集法の確立:TALEN, CRISPR/Cas9を用いて、カイコにおけるゲノム編集法の最適化を検討した。その結果、カイコではTALENが非常に効率よくターゲット遺伝子を破壊できることを見出し、実験系の最適化を図ることができた。また、2ペアのTALENを用いたlarge deletion誘発についても検討したところ、少なくとも4.5-kbまではdeletionさせることに成功した。
3.カイコ近縁種の繭フラボノイドの解析:H25年度は、ウスバクワコの繭フラボノイド成分の分析を完了した。ウスバクワコはカイコと同じ桑を食草とするにも関わらず、繭フラボノイド成分はカイコとは全く異なっており、ガラクトースが付加された新規成分が主成分であることが判明した。一見似た色に見えても、繭フラボノイドの成分には大きな種特異性が存在することが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

B8斑油系統における蛍光繭座位の遺伝解析を着実に進め、20番染色体に落とすことに成功した。この座位は全く新規であるため、今後の解析の進展によって、フラボノイド繭形質の遺伝子基盤の全容解明につながると期待される。
また、カイコにおけるゲノム編集法の確立を着実に進展させることができ、もはやノックアウトを「当たり前」の手法とすることができた。また、カイコ近縁種の生活史およびフラボノイド成分の解明を順調に進展させることができた。

Strategy for Future Research Activity

1.B8斑油系統における蛍光繭決定座位
ddRAD-seqで得られた結果を、常法のマッピング手法をもちいて検証する。すなわち、得られたRAD tagに基いてSNP markerを作成し、20番染色体にリンクすることを確認する。確認後、マッピング用のF2集団のゲノムDNAを用いてさらに責任領域を絞りこみ、責任遺伝子を特定する。
2.カイコにおけるゲノム編集法の高度化
single locusのノックアウトについては実験系の最適化が完了した。今後は、ノックインの効率を上げる試みと、より大きな領域のkarge deletionを誘発させる方法の最適化を試みる。
3.カイコ近縁種の繭フラボノイド成分
引き続き、カイコ近縁種の繭フラボノイド成分を同定し、フラボノイド成分の種特異性・普遍性を明らかにする。

  • Research Products

    (9 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Recent progress in genome engineering techniques in the silkworm, Bombyx mori.2014

    • Author(s)
      Takaaki Daimon, Takashi Kiuchi, and Yoko Takasu
    • Journal Title

      Develpment, Growth, and Differentiation

      Volume: 56 Pages: 14-25

    • DOI

      10.1111/dgd.12096.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anatomical and functional analysis of domestication effects on the olfactory system of the silkworm Bombyx mori.2013

    • Author(s)
      Sonja Bisch-Knaden, Takaaki Daimon, Toru Shimada, Bill Hansson, and Slike Sachse.
    • Journal Title

      Proceedings of the Royal Society B

      Volume: 281 Pages: 20132582

    • DOI

      10.1098/rspb.2013.2582.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient TALEN construction for Bombyx mori gene targeting2013

    • Author(s)
      Yoko Takasu, Suresh Sajwan, Takaaki Daimon, Mizuko Osanai-Futahashi, Keiro Uchino, Hideki Sezutsu, Toshiki Tamura, and Michal Zurovec
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8 Pages: e73458

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0073458

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Flavonoids from the cocoon of Rondotia menciana2013

    • Author(s)
      Chikara Hirayama, Hiroshi Ono, Yan Meng, Toru Shimada, and Takaaki Daimon
    • Journal Title

      Phytochemistry

      Volume: 94 Pages: 108-112

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2013.05.023.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] カイコのゲノム編集とJH研究への展開

    • Author(s)
      大門高明
    • Organizer
      第58回日本応用動物昆虫学会大会 小集会
    • Place of Presentation
      高知大学
  • [Presentation] ノックアウトカイコを用いたJHシグナリング の解析

    • Author(s)
      大門高明・中尾 肇・内堀美和・ 瀬筒秀樹・篠田徹郎
    • Organizer
      平成26 年度 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • Place of Presentation
      日本大学湘南キャンパス
  • [Presentation] Highly efficient targeted mutagenesis in the silkworm Bombyx mori using TALENs

    • Author(s)
      Takaaki DAIMON
    • Organizer
      International symposium in RNAi and Genome editing methods
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Invited
  • [Presentation] カイコにおけるゲノム編集と幼若ホルモン研究への展開

    • Author(s)
      大門高明
    • Organizer
      Interdisciplinary symposium on advanced biology and biotechnology 2013
    • Place of Presentation
      産総研つくば中央
    • Invited
  • [Book] 実験医学別冊 最強のステップUPシリーズ「今すぐ始めるゲノム編集」2014

    • Author(s)
      大門高明
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      羊土社

URL: 

Published: 2015-05-28  

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